DE2517973B1

DE2517973B1 - Lagerung fuer spindeln von spinnturbinen

Info

Publication number: DE2517973B1
Application number: DE19752517973
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Herbert; Klaus Pimiskern
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1976-05-26
Also published as: DE2517973C2; GB1494455A; US4022008A; FR2308710A1; BR7602410A; CH610939A5; JPS51127227A; IT1057334B

Description

Insbesondere im Hinblick auf lange Standzeiten bei sehr schnell rotierenden Spindeln wurde ein Antrieb entwickelt, bei dem der Antriebsmotor ein Gleichstrommotor mit elektrischer Kommutierung ist, dessen Statorwicklung mit Segmentwicklungen in einer Gehäusewand oder in einem Bauteil, das die Spindeln als Einschubeinheiten aufnimmt, angeordnet ist und sich in der radial verlaufenden Wand des als Läufer ausgebildeten Spinntopfs gegenüber dem Statorring mit Luftspalt einzelne Permanentmagnete befinden, die in Richtung der Wellenachse magnetisiert sind. Dieser Antrieb ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 24 40 455.5 beschrieben und gezeigt.

Damit ist ein Einzelantrieb für schnellaufende Spindeln von Spinnturbinen geschaffen, der selbst bei Drehzahlen über 100 000 Umdrehungen pro Minute geräuscharm arbeitet und hohe Standzeiten der Spinnturbinen ermöglicht.

Der Antrieb arbeitet jedoch nur dann optimal, wenn der Luftspalt zwischen Rotor und Stator genau eingehalten wird und die axialen Bewegungen zwischen Rotor und Stator >/io mm nicht überschreiten.

Aus der DT-OS 22 06 238 ist es bekannt, das dem Spinntopf abgewandte Lager einer horizontalen Spinnturbine als Kalottenlager auszubilden. Vorrichtungen zur Lagerung horizontaler Spinnturbinen mit Wälzlagern sind aus dem DT-Gbm 7127571 und aus der DT-OS 23 33 555 bekannt. Dort befinden sich das Lager in Nähe des Spinntopfs und das dem Spinntopf abgewandte Lager in einer gemeinsamen Hülse, die gegenüber der Welle in Nähe des Spinntopfs einen Dichtspalt bildet. Bei einem eng bemessenen Dichtspalt

würden radiale Bewegungen des dem Spinntopf

abgewandten Lagers dazu führen, daß die radialen Bewegungen durch die Hülse auf den Dichtspalt in Spinntopfnähe übertragen werden, daß durch die Reibung der Energieverbrauch für den Antrieb des Rotors erhöht wird und die Dichtung oder die Welle beschädigt werden. Bemißt man den Dichtspalt groß, wie dies in der DT-OS 23 33 555 gezeigt ist, so können Schmierölleckverluste auftreten, die das Spinnergebnis beeinflussen. Aus der DT-OS 23 33 555 und der US-PS 19 80 580 ist es bekannt. Wälzlager mit elastischen Ringen in einem Gehäuse radial nachgiebig abzustützen.

Um den Leistungsverbrauch des o. a. Antriebs

möglichst gering zu halten, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine lecköldichte Lagerung für mit hoher Drehzahl rotierende horizontale Spindeln zu schaffen, die geräuscharm und wartungsfrei ist und darüber hinaus einen minimalen Energieverbrauch hat.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Lagerstellen von mit hoher Drehzahl rotierenden Spinnturbinen müssen ständig mit Öl geschmiert werden. Dies bedingt ein schmiermittelgefülltes Gehäuse, wobei der Schmiermittelpegel unterhalb der Welle bleibt, damit im Stillstand kein Öl ausfließt und im Lauf keine hohen Energieverluste durch Verwirbelung des Öls auftreten. Es muß auch sichergestellt sein, daß aus dem Gehäuse kein Lecköl im Bereich des Spinntopfs austreten kann, da hierdurch Verschmutzung des Garns entstehen würde. Sieht man nun am Gehäuse eine Dichtung vor, so berührt bei zu enger Bemessung des Spalts zwischen Welle und Dichtung und radialer Bewegung die Welle das Gehäuse und beschädigt die Dichtung. Bemißt man den Spalt weiter, so treten Leckverluste auf und das Öl gelangt zum Antrieb und Spinntopf. Auch bei optimiertem Spalt ist ein Öinebenaustritt kaum zu vermeiden. Erst der erfindungsgemäße Gedanke, Radiallager und Dichtung zu einem Bauteil zusammenzufügen, wobei sich beide Teile aneinander zentrieren und diese gesamte Baueinheit mit Rundschnurringen federnd im Gehäuse zu befestigen, konnte die vorgenannten Probleme überwinden. Es besteht nun nicht mehr die Möglichkeit, daß die Welle an der Dichtung reibt, da diese ja die radialen Bewegungen des Radiallagers mit ausführt. Hierdurch kann der Spalt der Dichtung eng bemessen werden.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Auch bei optimiertem Spalt wird ab einer bestimmten Drehzahl durch die radiale Pumpwirkung zwischen Läufer und Stator Ölnebel aus dem Gehäuse gepumpt, deshalb bildet das Gehäuse zwischen Dichtung und Spinntopf nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 einen die Spindel umgebenden Drosselspalt. Die Drosselstelle dient dazu, den Unterdruck gering zu halten, so daß ein Ölaustritt aus der Dichtung vermieden wird. Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 dient die Anordnung der Spiralrillen auf der Stirnseite der Gewindepumpe dazu, das durch einen Kanal eingetretene und zu einem ölnebel verwirbelte Öl entgegen der Fliehkraft dem Radiallager zuzuführen. Die auf dem Mantel der Gewindepumpe befindlichen Spiralrillen pumpen das Öl in Richtung auf das Radiallager und weg von der Viskodichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spinnturbine,

COPY

Fig.2 eine prinzipielle Darstellung des Druckverlaufs über die Spinnturbine.

F i g. 1 zeigt eine Spinnturbine 2, die für das Open-End-Spinnverfahren verwendet wird. Ein Spinntopf 4 ist hierbei mit einer Spindel 6 verbunden, die in einem Gehäuse 8 gelagert ist. Der Antrieb der Spinnturbine 2 erfolgt mit einem Gleichstrommotor, der aus einem in der Aufnahmewandung 10 befindlichen Statorring 12 und einem in der Rückseite 14 des Spinntopfs 4 befindlichen Rotor 16 besteht.

Die Spinnturbine 2 wird mit dem Gehäuse 8 in eine Bohrung 18 der Aufnahmewandung 10 eingeschoben und mit federbelasteten Kugeln 20, die mit Ausnehmungen 22 im Gehäuse 8 korrespondieren, in ihrer Lage ausgerichtet und fixiert. Am Ende 24 der Spindel 6 ist eine Kugel 26 durch Elektronenstrahl angeschweißt. Diese Kugel weist Spiralrillen auf und läuft in einem Kalottenteil 28, das seinerseits in einem Topf 30 befestigt ist. Am Nantel des Topfes 30 sind O-Ringe 32 und 34 angeordnet. Der O-Ring 34 ist mit einem Ring 40 in seiner Lage fixiert; der O-Ring 32 sützt sich in der Ecke 38 ab.

Im Bereich des Topfes 30 ist auf der Spindel 6 eine Gewindepumpe 42 befestigt, die an ihrem Umfang 44 und an ihrer Stirnfläche 46 mit einer Rillenkonfiguration bemustert ist.

Im Bereich des vorderen Teils der Spindel 6 ist ein Radiallager 48 vorgesehen, das aus einer Büchse 50 mit Bohrung 52 besteht. Die Büchse 50 weist an ihrem Umfang eine Zentrierfläche 54 auf, die in eine Zentrierbohrung 56 eines Bauteils 58 eingepaßt ist. Eine Ausnehmung 60 des Bauteils 58 ist so gestaltet, daß ein Ringspalt 62 gebildet ist, in dem eine Gewindepumpe 64, die auf der Spindel 6 sitzt, umläuft. Der Ringspalt 62 wird abgeschlossen durch eine Dichtung 66, die in ihrer Bohrung mit wendeiförmigen Nuten versehen ist. Die Gewindepumpe 64 ist an der der Büchse 50 zugewandten Stirnseite 65 und an ihrer Mantelfläche 63 mit Spiralrillen versehen, so daß durch eine Bohrung 68 zu ihr gelangendes Schmiermittel zum Radiallager 48 geführt wird.

Das Radiallager 48 und die Dichtung 66 bilden zusammengefügt ein Bauteil und sind mit O-Ringen 70, 72 in der Bohrung des Gehäuses 8 nachgiebig befestigt. Der O-Ring 70 lehnt sich gegen eine Büchse 74, die über ein Rohrstück 76 mit der Büchse 40 in Verbindung steht, während sich der O-Ring 72 an der Ecke 78 des Gehäuses abstützt.

Den Abschluß des Gehäuses gegenüber dem Spinntopf 4 bildet eine Drosselstelle 80, die die Spindel 6 scharfkantig umschließt. Im Betrieb ist das Gehäuse 8 mit einem Schmiermittel bis zu einem Pegelstand unterhalb der umlaufenden Spindel 6 gefüllt. In seiner Wandung kann sich ferner eine Bohrung 82 befinden, die über einen nicht gezeigten Ölabscheider mit einer ebenfalls nicht gezeigten Unterdruckquelle in Verbindung stehen kann.

Fig.2 zeigt prinzipiell den Druckverlauf an den Stellen p\ bis p?, die in F i g. 1 eingezeichnet sind.

Beim Open-End-Spinnen herrscht verfahrensbedingt in der Umgebung des Spinntopfes 4 ein geringer Unterdruck p\ und im Ringspalt zwischen Rotor 16 und Stator 12 ein erheblicher Unterdruck pi, der durch die hohe Drehzahl der Rückseite 14 des Spinntopfes 4 bewirkt wird. Bei p$ bringt die Drossel 80 den Druck auf ein höheres Niveau, wenngleich noch ein geringer Unterdruck herrscht, der versucht, Ölnebel von der Gewindepumpe 64 durch die Dichtung 66 herauszusaugen. Die Förderwirkung der Dichtung 66 schafft jedoch einen Druckaufbau, so daß im Bereich /74 der Gewindepumpe 64 weder Überdruck noch Unterdruck herrscht. Bei ps und pe ist ein leichter Druckanstieg zu verzeichnen, was für die Druckschmierung des Radiallagers 48 erforderlich ist. Je nachdem, ob die Bohrung 82 mit der Umgebung oder einer nicht gezeigten Unterdruckquelle in Verbindung steht, stellt sich bei pj der Umgebungsdruck oder ein Unterdruck pj' ein. Herrscht der Umgebungsdruck pr, so wird ein Luftstrom bewirkt, der vom Spinntopf 4 kommend durch die Bohrung 82 austritt. Ein Unterdruck /J₇' beeinflußt die Höhe des Druckes an den Punkten pa bis p₆; die Höhe des Unterdruckes wird im Normalbetrieb so gewählt werden, daß bei p$ ein ausgeglichenes Druckverhältnis herrscht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerung für mit hoher Drehzahl rotierende, horizontale Spindeln von Spinnturbinen, bei der die Rückseite des Spinntopfs als Rotor ausgebildet ist und einem Statorteil gegenüberliegt und der Spinntopf mit einer Welle verbunden ist, deren sphärisches Ende in einem Spirairillenkalottenlager und deren Schaft in einem Radiallager gelagert ist und beide Lager von einem schmiermittelgefüllten Gehäuse umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (48) und die dem Spinntopf (4) benachbarte, in ihrer Bohrung mit wendeiförmigen Nuten versehene Dichtung (66) ein Bauteil bilden und aneinander zentriert sind und daß dieses Bauteil gegen das Gehäuse (8) an zwei voneinander entfernten Stellen (70, 72) radial nachgiebig abgestützt ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche eines auf dem Gehäuse (8) sitzenden Bauteils (58) mit geringem Spalt parallel zur Rückseite (14) des Spinntopfs (4) verläuft und im Bereich der Spindel (6) einen sich zum Spinntopf (4) hin zuspitzenden Drosselspalt (80) bildet.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Radiallager (48) und Dichtung (66) einen Ringspalt (62) bilden, in dem eine auf der Spindel (6) sitzende Gewindepumpe (64) umläuft, die an ihrem Mantel (63) und der dem Radiallager (48) zugewandten Stirnseite (65) Spiralrillen aufweist.